Liens familiaux

Quand Evelyn Wang '00 a été invitée à rejoindre la faculté en 2007, retourner à Cambridge ressemblait beaucoup à un retour à la maison. Par

• Amanda Schaffer page d'archives

18 février 2015

Lorsque la professeure de génie mécanique Evelyn Wang '00 grandissait à Santa Monica, en Californie, sa passion était la musique, pas la science. Au lycée, elle a suivi un programme de musique spécialisé tous les jours après l'école. Elle a étudié le piano, le violon et l'opéra et a voyagé à l'étranger avec un orchestre. Ses deux parents avaient obtenu un doctorat au MIT et ses frères aînés excellaient en sciences. Étant la plus jeune, j'ai toujours voulu trouver un moyen de me distinguer de mes frères, dit Wang, 36 ans, qui est connue pour son travail révolutionnaire sur les matériaux de nano-ingénierie et le transfert de chaleur et qui a récemment été titularisée. Mais c'est drôle - en vieillissant, vous réalisez que vous ne pouvez pas éviter l'influence de la famille.

Kang, Ben, Evelyn, Alexander et Edith se réunissent pour un portrait de famille en 2014.

Les parents de Wang se sont rencontrés au MIT dans les années 1960, alors qu'ils étaient tous deux étudiants diplômés de Taiwan. Shen-Wei Chien, PhD '68, qui est arrivé en 1964 et s'appelle maintenant Edith Wang, a étudié la synthèse peptidique. Je n'ai eu aucun problème avec la chimie, dit-elle. Mais parler anglais, au lieu de simplement le lire, était un combat. Ma colocataire m'a tellement aidée quand je devais faire une présentation, se souvient-elle. Kang Wang, SM '66, PhD '70, qui est arrivé en 1965 après un an de service militaire, a fait du génie électrique. Nous avions l'habitude de travailler jusqu'à une ou deux heures du matin, puis de conduire jusqu'à Chinatown, dit Edith. Ils mangeaient dans un restaurant qui proposait le dîner pour 99 cents. Puis le lendemain, nous étions de retour au labo. Ce fut l'un des moments les plus heureux de ma vie.

En 1967, à 24 ans, elle termine son doctorat en chimie organique. J'ai dû attendre qu'il se rattrape, dit-elle à propos de Kang, qui travaillait toujours sur son diplôme. Elle a donc pris un poste à Harvard avec le célèbre chimiste organique Robert Woodward, étudiant une molécule organique appelée sapphyrine, qu'ils ont isolée en travaillant sur la vitamine B12. J'étais la seule fille d'un énorme groupe de post-doctorants et j'ai eu beaucoup de succès, dit-elle.

En 1968, Edith et Kang se sont mariés dans la chapelle du MIT. L'aumônier s'en fichait que nous soyons tous les deux athées, dit-elle. Ils ont organisé leur réception de mariage au centre étudiant voisin, en commandant des dim sum. Nous étions étudiants, nous n'avions pas beaucoup d'argent et tous nos amis étaient au MIT, explique-t-elle. Après avoir obtenu son doctorat en 1970, Kang est devenu professeur adjoint au MIT et, en 1972, il a pris un poste au centre de recherche General Electric à Schenectady, New York. (Les deux frères d'Edith ont également obtenu des doctorats de l'Institut, en 1968 et 1973.)

Les étudiants diplômés Edith et Kang posent devant la chapelle du MIT en juin 1967, un an avant leur mariage.

Pendant leur séjour dans le nord de l'État de New York, Edith et Kang ont eu trois enfants : Alexander, Benjamin et Evelyn. Ce sont tous des bébés génétiquement modifiés, explique Edith, qui a travaillé à temps partiel, enseignant la chimie organique à l'Union College, puis au Rensselaer Polytechnic Institute. Après que Kang ait été invité à rejoindre la faculté de génie électrique de l'Université de Californie à Los Angeles en 1979, la famille a déménagé en Californie. Pendant deux ans, Edith a travaillé pour la société allemande Henkel, menant des recherches sur les tensioactifs. Finalement, cependant, elle a décidé de rester à la maison avec ses enfants. C'était une décision très difficile, dit-elle. Mais à l'époque, il y avait peu de ressources pour les mères qui travaillaient : elles n'avaient même pas de bus scolaire pour emmener les enfants à l'école. Elle voulait aussi s'assurer que chaque enfant ait le temps qu'il méritait.

Tout au long de l'enfance d'Evelyn, la science et l'ingénierie sont restées au cœur de la vie familiale et des traditions. Mon père nous emmenait visiter son laboratoire à UCLA, se souvient Evelyn. Je me souviens qu'il était bruyant et encombré, avec des chambres à vide et des équipements métalliques, et des étudiants travaillant dur pour effectuer des mesures. La famille a également beaucoup voyagé, accompagnant Kang lorsqu'il donnait des conférences dans d'autres universités. En tant qu'enfants, nous n'avons pas nécessairement absorbé toutes les informations techniques, dit-elle, mais nous avons eu une idée de ce qu'est la recherche universitaire à différents endroits.

Les frères aînés d'Evelyn ont adopté la science avec une facilité apparente. Elle aussi avait une facilité pour le sujet, mais son objectif principal restait le piano et le violon. J'étais la musicienne, dit-elle. J'étais aussi extrêmement timide et la musique me permettait de socialiser avec des gens qui partageaient mes intérêts et de m'exprimer sans utiliser de mots.

Pourtant, à la fin du lycée, Evelyn savait que même si elle aimait la musique, elle n'allait pas devenir musicienne professionnelle. J'étais un peu épuisée par la musique, en fait, et je voulais faire autre chose, dit-elle. Le MIT a fourni la chance.

Evelyn et Ben discutent fréquemment de problèmes techniques liés à leur travail.

En grandissant, tout ce dont nous entendions parler était le MIT et quelle source de grandes opportunités c'était pour nos parents en tant qu'immigrants, dit Ben, qui a obtenu un doctorat en génie chimique de l'Institut en 2007. Quand Evelyn s'est inscrite à l'automne 1996, sa son autre frère, Alexander, venait d'obtenir son baccalauréat et était encore au MIT, travaillant sur une maîtrise en génie électrique et en informatique. Tout le monde était très protecteur envers moi, se souvient-elle, et sa famille s'inquiétait de son déménagement sur la côte Est. Mais j'ai eu beaucoup de soutien, même si j'étais loin de chez moi.

Vivant à Burton Conner, elle a rapidement développé un groupe d'amis très unis. J'ai eu des avertissements de mon frère que le MIT est un endroit difficile, qu'il faut vraiment se concentrer, dit-elle. Je savais qu'un modèle de réussite consiste à trouver des groupes avec lesquels travailler, à résoudre le problème posé et à étudier pour les examens. En fin de compte, elle a décidé de se spécialiser en génie mécanique, un domaine que, par coïncidence, nombre de ses camarades de dortoir prévoyaient également de poursuivre. Elle l'a associé à l'art et au design : je pensais que ce serait un bon choix pour moi, et c'était différent de mes frères. Tout comme la musique lui a permis de partager un intérêt commun intense avec ses pairs, travailler dans le domaine de l'ingénierie était si enrichissant tant sur le plan social qu'académique, dit-elle.

Evelyn obtient son BS en génie mécanique à Killian Court en 2000.

En tant que doctorante à l'Université de Stanford, Evelyn s'est concentrée sur les phénomènes à petite échelle et a exploré comment dissiper l'excès de chaleur des microprocesseurs, une préoccupation importante pour l'industrie. Après avoir obtenu son doctorat en 2006, elle est allée aux Bell Labs, où elle a commencé à concevoir des surfaces avec une structuration à l'échelle nanométrique qui permettraient une manipulation précise des gouttelettes. Pendant qu'elle était à Bell Labs, elle a reçu une offre du MIT et, en 2007, elle est retournée à l'Institut en tant que professeure adjointe.

Aujourd'hui, Wang supervise un grand laboratoire grouillant d'étudiants et de postdoctorants, travaillant principalement sur des projets liés à la nano-ingénierie et au transfert de chaleur. Dans une pièce, elle désigne un petit tube de cuivre oxydé. À l'œil nu, il pourrait être confondu avec un morceau de débris de laboratoire. Vu au microscope électronique à balayage, cependant, l'extérieur du tube est recouvert de petites pointes irrégulières, qui sont recouvertes d'un composé à base de silicium connu sous le nom de silane qui les rend superhydrophobes ou extrêmement hydrofuges. Wang a également travaillé avec des surfaces de silicium, qu'elle bombarde d'ions afin de créer des caractéristiques à l'échelle micro et nanométrique.

Dans les deux cas, l'objectif de Wang est d'utiliser des surfaces pour contrôler le comportement des fluides, en partie pour dissiper ou transporter la chaleur. Dans les échangeurs de chaleur des centrales électriques, par exemple, les surfaces superhydrophobes peuvent permettre différents modes de condensation, dit-elle. Au lieu de laisser un film aqueux se former, comme cela pourrait être le cas sur une fenêtre en verre, les surfaces superhydrophobes font rouler les gouttes rapidement, transférant la chaleur plus efficacement et améliorant potentiellement les performances du système. (Son contrôle du comportement des fluides sur les surfaces est si précis que dans un autre projet, elle a réussi à façonner des gouttelettes d'eau en hexagones, carrés et dodécagones. Ces techniques pourraient s'avérer utiles dans des applications telles que les puces à ADN.)

Un autre domaine central pour Wang est l'ingénierie thermique solaire. Elle travaille sur des systèmes photovoltaïques thermiques, qui captent la chaleur du soleil et la convertissent en électricité ; en théorie, du moins, ces systèmes ont le potentiel de générer de l'électricité beaucoup plus efficacement que les panneaux solaires traditionnels.

À l'aide de cristaux photoniques métalliques conçus à l'Institut par son collaborateur Marin Soljacic '96, Wang a contribué à créer un système photovoltaïque thermique innovant. Le système est conçu pour absorber autant que possible le spectre solaire et pour minimiser la réémission du rayonnement infrarouge, ce qui entraînerait une perte d'énergie. Le système transfère alors l'énergie thermique qu'il a absorbée et la réémet à des longueurs d'onde particulières qui permettent à la composante photovoltaïque du système de générer de l'électricité le plus efficacement possible.

Aujourd'hui, la famille Wang détient sept diplômes du MIT et Evelyn est professeure agrégée de génie mécanique.

Il est à la fois scientifiquement très solide et conçu de manière à lui donner la possibilité de fonctionner dans la pratique, déclare Paul Braun, scientifique des matériaux à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign.

Plus récemment, Wang a également commencé à travailler sur des batteries thermiques, qui pourraient être utilisées pour chauffer ou refroidir l'intérieur des voitures électriques. Nous l'appelons une batterie thermique car elle offre un stockage thermique, analogue à une batterie électrique pour le stockage électrique, explique-t-elle.

Dans le laboratoire, elle et son équipe ont créé deux piles d'environ 100 petits carreaux en zéolite. La zéolithe adsorbe la vapeur d'eau et ce processus dégage de la chaleur. (La batterie est également capable de fournir un refroidissement par évaporation.) Son groupe travaille sur le projet depuis trois ans et a produit un prototype. Grâce à cette capacité de stockage, nous pouvons chauffer et refroidir l'habitacle sans vider la batterie électrique, explique Wang. Ainsi, l'ajout de batteries thermiques aux voitures électriques pourrait contribuer à étendre leur autonomie.

Wang, qui est en congé sabbatique cette année, passe une grande partie de son temps en Californie, travaillant à temps partiel chez Google. Bien qu'elle reste muette sur les détails, elle dit que le projet implique l'étude de l'insuffisance cardiaque et qu'il s'agit d'un nouveau domaine de recherche pour elle.

Evelyn et Ben au piano avec les jumeaux de trois ans de Ben.

Elle passe également du temps avec sa famille sur la côte ouest. Son père, toujours professeur à UCLA, dit que contrairement à ce à quoi on pourrait s'attendre, lui et sa fille parlent peu de leurs recherches ; il a toujours voulu qu'elle ait son propre domaine créatif. Le frère d'Evelyn, Alexander, travaille maintenant pour la société de logiciels VMWare en Californie et se concentre davantage sur l'intersection de la technologie et des affaires. Alors qu'elle et lui parlent boutique dans une certaine mesure, Evelyn et son frère Ben s'énervent fréquemment, dit-elle, discutant de problèmes techniques liés à leur travail et appréciant l'expertise de l'autre. (Svaya Nanotechnologies, la société que Ben a cofondée en 2008 pour développer des processus de fabrication de couches minces efficaces à base de nano, vient d'être acquise par une société Fortune 500.)

Récemment, Ben et Evelyn ont également emmené ses jumeaux de trois ans à leurs premiers cours de musique dans une école locale. Cela a rappelé tant de souvenirs, dit Evelyn. Je peux voir à quel point ils l'aiment. Mais il faut aussi beaucoup d'efforts pour pouvoir jouer, beaucoup de pratique.

On n'apprend pas la discipline à partir de rien, ajoute-t-elle. Je l'ai appris de la musique et je veux le transmettre.

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